IX.I Расчёт водного экономайзера

9.1.1) С использованием ранее выполненых расчётов для теплового расчёта экономайзера составляют таблицу исходных данных:

Наименование величин	Обознение	Размерность	Величина
Температура газов до экономайзера	u_пе"	⁰С
Температура газов за экономайзером	u_эк²	⁰С	309,3110244
Температура питательной воды	t_пв	⁰С
Давление пит. воды перед экономайзером	Р¢_эк	кгс/см²	47,52
Энтальпия питательной воды	i_пв	ккал/кг	151,53
Тепловосприятие по балансу	Q^б_эк	ккал/кг	719,57

Объёмы газов при среднем избытке воздуха	V_г	м³/кг	8,022
Объёмная доля водяных паров	r_H2O	-	0,0739
Объёмная доля трёхатомных газов	r_RO2	-	0,1435
Концентрация золы в газоходе	m_зл	кг/кг	0,02091

Примечание: Давление воды перед водяным экономайзером для паровых котлов среднего давления принимают Р’эк = 1,08·Р_б.

9.1.2) Предварительно определяют тип водяного экономайзера (кипящий или некипящий) по значению энтальпии рабочей среды за экономайзером:

Энтальпию и температуру воды после водяного экономайзера определяют из уравнания теплового баланса по рабочему телу (воде):

Q ^б_эк=(D_эк/ В_р)·(i’’ _{эк -}i’ _эк)

Где D_эк – пропуск воды через экономайзер, кг/ч; при поверхностных пароохладителях D_эк = D_пе =D;

I’’эк – энтальпия воды после водяного экономайзера, ккал/кг; I’эк – энтальпия воды перед водяным экономайзером, ккал/кг.

При указаной схеме включения пароохладителя:

143.3+20=163.3 ккал/кг

163,3+747,73·(10696,6/75000)=269,94 ккад/кг

По i’эк =163.3 ккал/кг и Р¢_эк=47.52 кгс/см² находим и t¢эк =161,23 ⁰С

По i’’эк =269,94 ккал/кг и Р_б=44 кгс/см² находим и t¢¢эк =251 ⁰С

Т.к i'<i’’_эк, значит экономайзер кипящего типа

9.1.3) По чертежам парового котла составляем эскиз экономайзера в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 1:25, на котором указывают все конструктивные размеры.

По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные размеры и характеристики экономайзера

Наименование величин	Обозначение	Размерность	Величина
Наружный диаметр труб	D	м	0,032
Внутренний диаметр труб	D_вн	м	0,026
Количество труб в ряду	Z₁	-
Количество рядов труб по ходу газов	Z₂	-
Шаг труб: поперечный	S₁	м	0,1
Шаг труб: продольный	S₂	м	0,055
Относительный шаг труб: поперечный	S₁/d	-	3,125
Относительный шаг труб: продольный	S₂/d	-	1,719
Расположение труб змеевика	-	-	Шахматное
Характер взаимного течения	-	-	Противоток
Длина горизонтальной частипетли змеевика	L₁	м	6,49
Длина проекции одного ряда труб на	L_пр	м	6,6
горизонтальную плоскость сечения
Длина трубы змеевика	L	м	227,8
Поверхность нагрева ЭКО (по чертежу)	H_{эк ч}	м²	864,29337
Глубина газохода	а	м
Ширина газохода	b	м	6,7
Площадь живого сечения для прохода газов	F_г	м²	9,3872
Средняя эффективная толщина	S_ф	м	0,1682
излучающего слоя
Глубина газового объёма до пучка	L_об	м	3,4
Глубина пучка	L_п	м	3,25
Количество змеевиков, включённых	m	шт
параллельно по пару
Живое сечение для прохода пара	f	м²	0,01964

9.1.4) Площадь живого сечения для прохода газов в экономайзере при поперечном омывании его газами определяют по формуле:

9,38 м²

где l_пр – длина проекции ряда труб на плоскость сечения, м;

Площадь живого сечения для прохода воды:

0,01964 м²

Поверхность нагрева экономайзера:

661,1159 м²

Где l – длина змеевика, определяемая с использованием длины горизонтальной части

змеевика (l₁):

173,059 м

При сжигании твердых топлив проверяют скорость продуктов горения на входе в экономайзер, которая не должна превышать максимально допустимых значений скорости газов на входе в экономайзер по условиям золового уноса труб. Скорость газов на входе в экономайзер определяют:

(10696,6·6,89)·(596+273)/(3600·9,38·273)=6,94 м/с

Скорость воды на входе в водяной экономайзер:

(75000·0,00111)/(3600·0,01964)=1,1766

9.1.5) Коэффициент теплопередачи для экономайзера в целом определяют по средним значениям необходимых величин.

Иначе коэффициент теплопередачи для экономайзера в целом определяют по средним значениям необходимых величин.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяют по формуле:

Где a_к—коэффициент теплоотдачи конвекцией; a’л—коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; Ψ -- коэффициент тепловой эффективности поверхности; IX.I Расчёт водного экономайзера - student2.ru = 1;

Для определения a_к—коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:

(10696.6·7.02)·(455+273)/(3600·9,38 IX.I Расчёт водного экономайзера - student2.ru 273)=5,92 м/с

Коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме

a_н=56 ккал/м²·ч·^оС; добавочные коэффициенты: Сz=1

С_ф=0,975 С_s=1,006

IX.I Расчёт водного экономайзера - student2.ru a_к = a_н·С_z·С_ф·С_s =54,92 ккал/м²·ч·^оС

Для нахождения a_л используем номограмму 19 и степень черноты продуктов горения ‘a’:

Для незапылённой поверхности k·p·S = k_г·r_n·S·p, где р = 1кгс/ см²; r_n=0,214

0,9·0,032· (4·0,1·0,055/(3,1415·0,032)-1)=0,16816 м

р_n·S = r_n·S = 2459·0,16816=0,03609

По номограмме находим k_г =3,3847

IX.I Расчёт водного экономайзера - student2.ru

0,115

Для пользования номограммой необходимо знать температуру загрязнённой стенки расчитываемой поверхности нагрева:

t_s=0.5·(t’_эк + t’’_{эк усл})+(40÷60)=0,5·(163,3+269,94)+50=266,62

По номограмме находим Сг=0,937 ; а_н=54 ккал/м²·ч·^оС;

a_л = a_н·а·С_г =54·0,115·0,937=5,819 ккал/м²·ч·^оС;

При расчёте экономайзера на величину aл необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:

Где Т_к - температура газов в объёме камеры, (К); l_об и l_п – соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка, м;

0,5·(596+(596+314)/2)+273=798,5 К

lоб=3,4 м

lп=3,25 м

=8.026 ккал/м²·ч·^оС

1 · (8.026+54.928)=62.95

ε = (εо·Сd·Cфр) + Δε =0.00209